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                    室溫固化環氧膠配方分析

                    室溫固化環氧膠通常是指室溫下為液狀的,調制后可于室溫20~30℃條件下幾分鐘到幾小時內凝膠,于不超過7d的時問內完全固化并達到可用強度的一類膠粘劑。室溫固化的膠粘劑在使用時具有省時、省力、省工、節省能源、使用方便等一系列優點,不僅可以降低膠粘劑成本,而且可以簡化加工過程,特別適用于大尺寸部件的高溫維修及收縮材料的粘接。
                    1.室溫固化環氧膠的研究背景:
                    1.1室溫固化環氧膠的分類
                    室溫固化環氧膠,按照其結構可分為結構型和非結構型兩大類。
                    按照包裝形式可分為糊狀雙組分和單組份,常見的為雙組分形式。
                    1.2室溫固化環氧膠研究的方向
                    目前,室溫固化環氧膠的研究方向主要有兩個:室溫快固化環氧膠和室溫固化耐熱環氧膠。
                    1.2.1室溫快固化環氧膠
                    室溫快速固化環氧膠因固化快、強度高、耐久性好、儲存穩定、粘接材料廣泛等一系列優點,在航空、航天、汽車、輪船、機械制造、電子等工業以及日常生活中得到廣泛應用,是一種國內急需、不可替代的化工材料。
                    目前市面上的室溫快速固化環氧膠大致分為:修補膠、密封膠、灌封膠等;
                    室溫快速固化環氧膠主要是采用高活性樹脂、快速固化劑和高效促進劑;高活性環氧樹脂是環氧膠快速固化的基礎,快速固化劑是環氧膠黏劑快速固化的關鍵,快速固化劑有硫醇型固化劑。
                    1.2.2室溫固化耐熱環氧膠
                    同時具有室溫固化和耐熱性這兩種性能的環氧膠,主要以三種樹脂為主。
                    1、普通雙酚A型環氧樹脂:雙酚A型環氧樹脂是環氧樹脂家族中產量最大、用途最為普遍的一大品種,對其耐熱性和室溫固化技術的研究也最為成熟,該領域的很多產品已投放市場并取得了良好的經濟效益。相關產品的型號有:國產的DG-2,DG-3型和CY-22型。
                    2、高官能度環氧樹脂:含有耐熱性骨架或提高交聯密度的高官能度環氧樹脂可以使其具有較高的耐熱性能。
                    3、有機硅改性環氧樹脂:有機硅樹脂具有柔韌性好、低表面能、耐熱、耐候、憎水、介電強度高等優點,但其力學性能、附著力、耐磨性、耐有機溶劑性較差且成本高,與環氧樹脂的優缺點互補性較強,所以用有機硅改性環氧樹脂是近年來發展起來的既能降低環氧樹脂內應力又能增加環氧樹脂韌性、耐熱性等性能的有效途徑。
                    4、其他類型環氧樹脂:在環氧膠粘劑中添加其他類型耐熱性樹脂,如酚醛樹脂、聚砜等也可以提高耐熱性。另一種方法是向環氧基體中添加聚酰亞胺或酰亞胺化合物,或將其用作固化劑,以提高環氧樹脂的熱穩定性和阻燃性。
                    在環氧樹脂眾多的固化體系中,室溫固化體系以其低廉的操作成本,靈活的操作以及優良的綜合性能成為應用中的首選體系,是其它熱固化體系所不能替代的。室溫固化環氧膠的優點主要表現在以下幾個方面:
                    1、力學性能較好——只要保證足夠的固化時間,室溫固化的環氧樹脂體系也能達到和熱
                    固化體系差不多的力學性能;
                    2、成本低廉——室溫固化環氧樹脂體系的固化條件是自然條件,不需要其他的加熱設備、
                    加熱載體和熱源;
                    3、應用面極廣——可適合露天作業和大型工程實施,也可用于其他無法進行熱處理的場合。
                    但是,由于室溫固化體系反應往往較劇烈,難以控制,或反應太慢,效率不高,而且反應不是很完全,以及固化劑等本身的各種不足,使得該體系又具有以下缺點:
                    1、反應物大多較脆,韌性不高;
                    2、完全固化的時間較長,效率不高;
                    3、有許多反應體系毒性較大,對人身、環境都有一定的影響。
                    2.室溫固化環氧膠的配方組成
                    2.1環氧樹脂
                    環氧樹脂是泛指含有兩個或兩個以上環氧基以脂肪族,脂環族或芳香族等有機化合物為骨架并能通過環氧基團反應形成有用的熱固性產物的低聚物。
                    環氧樹脂的類型:通常按其化學結構和環氧基的結合方式環氧樹脂大體上分為五大類。
                    (1)縮水甘油醚類,目前實際使用最多。最常用的雙酚A環氧樹脂就是屬于該類型。
                    (2)縮水甘油酯類,分子結構中含有兩個或兩個以上的縮水甘油酯基的化合物,這類環氧樹脂的反應活性大,粘接強度高,但耐水性不佳。
                    (3)縮水甘油胺類,分子結構中含有二個或二個以上的縮水甘油胺基的化合物。工業上都采用芳香胺,這類環氧樹脂的特點是多官能度,粘度低,活性高,環氧當量小,交聯密度大,耐熱性高,粘接強度高,力學性能好,其缺點是有一定的脆性,分子中有氨基和環氧基,有自固化性,適用期短。
                    (4)脂肪族環氧化合物,在分子結構中沒有苯環,脂環和雜環,只有脂肪鏈,該類環氧樹脂沖擊韌性和粘接性能好,耐候性及電性能優異,缺點是反應活性低,固化收縮率大。
                    (5)脂環族環氧化合物,是含有兩個脂環環氧基的低分子化合物,化合物粘度小,環氧當量小,交聯密度大,有熱穩定性好的剛性脂環,因此耐熱性高,但韌性差。
                    2.2固化劑
                    固化劑與配方樹脂在一定條件下進行固化反應,生成立體網狀結構的產物,使其顯現出各種優良的性能。
                    環氧樹脂固化劑種類很多,有胺類固化劑、酸酐類固化劑、聚硫醇固化劑、改性胺
                    固化劑等。按固化溫度可以把固化劑分為四類:低溫固化劑、室溫固化劑、中溫固化劑、高溫固化劑。屬于室溫固化型的種類很多:脂肪族多胺、脂環族多胺、低分子聚酰胺以及改性芳胺等。
                    2.3促進劑
                    促進劑可以加速固化反應,降低固化溫度,縮短固化時間,提高固化溫度,減小固化內應力,節省能源消耗。
                    促進劑的種類有很多,如叔胺及其鹽、脂肪胺、取代脲、有機胍類、咪唑及其鹽、有機羧酸鹽、膦化物及其鹽等。
                    2.4增韌劑
                    凡加入到環氧樹脂膠液中能使固化物的韌性增加的物質,都可以稱為增韌。它通過形成兩相結構,半互穿網絡型聚合物來達到增韌改性。主要有
                    1、無機填料類
                    石英沙,玻璃微珠,碳酸鈣晶須。
                    2、合成橡膠類
                    這一類中常用的是液體橡膠,主要有液體端羧基丁腈橡膠,端羥基丁腈橡膠,聚硫橡膠,液體無規羧基丁腈橡膠,端羧基聚丁二烯,端環氧基丁腈橡膠和聚氨酯橡膠。
                    3、熱塑性樹脂類
                    熱塑性樹脂的存在,會使環氧樹脂固化材料的韌性提高,同時還可以降低吸水性,而環氧樹脂網路的存在,又可保持其耐化學藥品性,尺寸穩定性等。這類塑性樹脂主要有:聚醚砜,聚砜,聚醚酮,聚醚醚酮,聚醚酰亞胺,聚苯醚,聚碳酸酯等。
                    2.5稀釋劑
                    稀釋劑主要用來降低環氧膠粘劑體系的粘度,改善膠液的涂布性和流動性,此外稀釋劑也起到延長使用壽命的作用。
                    稀釋劑的分類方法很多,按其使用機理,可分為非活性稀釋劑和活性稀釋劑兩大類。
                    非活性稀釋劑有鄰苯二甲酸二丁酯,鄰苯二甲酸二辛酯,苯乙烯,苯二甲酸二烯丙酯,甲苯,二甲苯等?;钚韵♂寗┮话闶侵笌в幸粋€或兩個以上的環氧基的低分子化合物,可以直接參與環氧樹脂的固化反應,成為環氧樹脂固化物交聯網絡結構的一部分。
                    2.6填料
                    一般是指添加到環氧樹脂膠液中作為其中組分,以改變環氧樹脂膠液的性能和降低成本的物料。常見的填料有沙,硅,硅酸鋁,黏土,石棉,碳黑,選擇時應根據所需固化物的性能來決定,其用量在0一80%。
                    3.配方介紹
                    配方一:單組份室溫固化環氧膠粘劑
                    成分
                    質量百分比
                    成分說明
                    E-51環氧樹脂
                    100
                    主體樹脂
                    二亞乙基三胺
                    11
                    固化劑
                    鄰苯二甲酸二丁酯
                    15
                    增塑劑
                    填料
                    適量
                    填料
                    配方二:雙組成室溫固化環氧膠粘劑
                    成分
                    質量百分比
                    成分說明
                    A組分:
                    E一51樹脂
                    100
                    主體樹脂
                    增韌劑R一1
                    16
                    增韌劑
                    KH-560
                    2
                    交聯劑
                    B組分:
                    聚酰胺651
                    50
                    固化劑
                    酚醛胺
                    50
                    固化劑
                    DMP-30
                    12
                    固化劑
                    市面常見膠黏劑:
                     1.膠粘劑分析:硬化膠、環氧膠、密封膠、熱熔膠、聚氨酯膠、灌封膠、導電膠、壓敏膠、白乳膠、有機硅膠、萬能膠、厭氧膠、滲透膠、防水膠、防火膠、聚酰胺膠、復膜膠、揚聲器專用膠、建筑專用膠、太陽能專用膠、汽車配維修專用膠、汽車專用膠、電子電器專用膠、光敏膠、硅酮膠、不干膠、雙面膠.
                     2.膠粘劑助劑分析:樹脂、固化劑、溶劑、偶聯劑、穩定劑、增稠劑、增韌劑、分散劑、防老劑、阻燃劑、乳化劑、增塑劑等.
                     
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